Cache là gì? Làm cách nào để tăng cache memory?

Cache là gì?

Cache hay bộ nhớ đệm là phần cứng hoặc phần mềm được tích hợp sẵn với tác dụng lưu trữ dữ liệu tạm thời trong môi trường máy tính. Những lợi ích mà Cache mang đến cho người dùng là gì? Cùng tìm hiểu nhé!
Cache là gì? Làm thế nào để tăng Cache Memory
Cache là gì? Làm thế nào để tăng Cache Memory

Lợi ích của Cache là gì?

Cache giúp tăng tốc tải bài viết, website trong lần mở tiếp theo
Cache giúp tăng tốc tải bài viết, website trong lần mở tiếp theo
  • Cải thiện tốc độ, các yêu cầu gần như có thể đáp ứng tức thời.
  • Giảm thiểu băng thông, giảm thiểu hoạt động mạng bị lặp lại nhiều lần không cần thiết.
  • Tăng hiệu suất phần cứng, tăng hiệu suất, giảm thiểu các xử lý phải thông qua CPU.
  • Đáp ứng nhu cầu truy cập khi mạng bị gián đoạn.
  • Đáp ứng lưu lượng truy cập lớn.
Như đã biết, cache lưu trữ lại những nội dung nhất định bất kỳ nào đó. Nội dung này được tái sử dụng cho các lượt truy cập sau của người dùng. Vậy cụ thể những nội dung nào có thể được lưu?
  • Logo, tiêu đề, banner, hình ảnh tĩnh…
  • File định dạng css, các file javascript…
  • Tập tin có thể tải về.
  • Tập tin media…

Nội dung cache này được lưu trữ ở đâu?


Cache là gì? Có 3 kiểu lưu trữ Cache khác nhau
Có 3 kiểu lưu trữ Cache khác nhau

Chúng được lưu trữ ở nhiều nơi khác nhau. Có thể trên server (hoặc nhiều server), giữa các webserver hoặc giữa các client. Dựa vào nơi lưu trữ, chúng được loại thành 3 loại chính:

Browser cache là gì?

Trình duyệt sẽ phân phối một lượng nhất định đĩa cứng trên máy tính. Dung lượng này dành để lưu trữ những nội dung bạn đã xem. Hình thức này cho phép truy xuất thông tin khá nhanh do dữ liệu web được lấy trực tiếp từ máy tính người dùng thay vì phải tải lại qua đường truyền mạng.

Proxy Cache là gì?

Hình thức này có thể tận dụng được tối đa các nguồn tài nguyên về phần cứng. Tài nguyên này được lấy từ bất kỳ máy chủ nào nằm giữa khách hàng và máy chủ website để cache nội dung nào đó như mong muốn.

Gateway Cache (reverse proxy cache hoặc surrogate cache) là gì?

Mô hình này thường được triển khai dưới dạng máy chủ 2 lớp. Trong đó, một lớp đóng vai trò làm front end thực hiện xử lý các file tĩnh (html, css…), lớp còn lại đóng vai trò back end xử lý nội dung động (dynamic content).

Phân loại Cache

Write-around cache là gì?

Bộ nhớ đệm cache write-around cho phép ghi các hoạt động được ghi vào bộ nhớ, hoàn toàn bỏ qua bộ nhớ cache.
  • Ưu điểm: Điều này giúp bộ nhớ cache không bị quá tải khi có một số lượng lớn bản ghi I/ O xảy ra.
  • Nhược điểm là dữ liệu không được lưu trữ trừ khi nó được đọc từ bộ nhớ. Như vậy, hoạt động đọc ban đầu sẽ tương đối chậm vì dữ liệu chưa được lưu trữ (chưa được cache).

Write-through cache là gì?

Write-through cache ghi đè dữ liệu vào cả bộ nhớ cache và bộ nhớ storage.
  • Ưu điểm của phương pháp này là dữ liệu mới được viết luôn được lưu trữ, cho phép dữ liệu đó luôn được đọc nhanh chóng.
  • Nhược điểm là các hoạt động ghi không được coi là hoàn thành cho đến khi dữ liệu được ghi vào cả bộ nhớ cache và bộ lưu trữ chính (primary storage). Điều này khiến quá trình lưu trữ cache write-through gây ra độ trễ các hoạt động ghi.

Write-back cache là gì?

Bộ nhớ đệm ghi lại (Write-back cache) tức toàn bộ các hoạt động ghi đều được chuyển trực tiếp đến bộ nhớ cache. Sự khác biệt duy nhất của Write-back cache đó là khi dữ liệu được lưu trữ, thao tác ghi mới được xem là hoàn chỉnh. Dữ liệu sau đó được sao chép từ bộ nhớ cache vào bộ nhớ (storage). Theo hướng tiếp cận này, sẽ luôn tồn tại một ít độ trễ cho cả hoạt động đọc và ghi.
  • Nhược điểm là, tùy thuộc vào cơ chế bộ nhớ đệm nào được sử dụng, dữ liệu có thể dễ dàng bị mất cho đến khi nó được lưu trữ (committed to storage).

Các trường hợp sử dụng cache phổ biến là gì?

Máy chủ bộ nhớ cache (Cache server)

Một dedicated network server (máy chủ mạng chuyên dụng), hoặc dịch vụ hoạt động với tư cách máy chủ (service acting as a server), lưu các webpage hoặc các nội dung Internet khác cục bộ. Điều này đôi khi được gọi là bộ nhớ cache proxy (proxy cache).

Bộ nhớ cache trên đĩa (Disk cache)

Disk cache giữ các dữ liệu gần đây đã được đọc và cả các vùng dữ liệu liền kề liên quan, có nhiều khả năng sắp được truy cập. Một số Disk cache được thiết kế để lưu trữ dữ liệu dựa trên tần suất được đọc của chúng. Các khối lưu trữ (Storage blocks) được đọc thường xuyên, sẽ được gọi là các khối nóng (hot blocks) và tự động được chuyển vào cache.

Bộ nhớ cache (Cache memory)

Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM, Random access memory) là bộ nhớ mà bộ vi xử lý máy tính có thể truy cập nhanh hơn so với bộ nhớ RAM thông thường. Cache memory thường được gắn trực tiếp với CPU và được sử dụng để lưu trữ các lệnh thường xuyên được truy cập bởi các tiến trình hiện đang chạy. Mặc dù RAM cache (bộ đệm RAM) nhanh hơn nhiều so với bộ nhớ cache dựa trên đĩa (disk-based cache), thì cache memory vẫn nhanh hơn nhiều so với RAM cache vì nó gần với CPU.

Thiết bị nhớ flash (Flash cache)

Lưu trữ tạm thời dữ liệu trên chip bộ nhớ flash NAND - thường ở dạng lưu trữ SSD (solid-state drive) - cho phép yêu cầu dữ liệu được đáp ứng với tốc độ cao hơn so với bộ nhớ cache một ổ đĩa cứng truyền thống (HDD, hard disk drive).

Làm cách nào để tăng cache memory?

Bộ nhớ cache (Cache memory) là một phần của phức hợp CPU, do đó nó được đưa vào chính CPU hoặc được nhúng vào một con chip trên bo mạch hệ thống (system board). Thông thường, cách duy nhất để tăng bộ nhớ cache là cài đặt một bo mạch hệ thống thế hệ tiếp theo (next-generation) và một CPU next-gen tương ứng. Một số bo mạch hệ thống cũ có chứa các khe trống, có thể được sử dụng để tăng dung lượng bộ nhớ cache, tuy nhiên hầu hết các bo mạch hệ thống mới ngày nay lại không bao gồm khe trống này.

Hy vong những thông tin về “Khái niệm Cache là gì?” cũng nhưng một số thông tin đáng chú ý khác về Cache đã cho bạn cái nhìn trọn vẹn hơn về nó. Cảm ơn bạn đọc đã xem qua bài viết này, nếu có bất kỳ câu hỏi nào hoặc đóng góp, độc giả có thể comment phía dưới cho mình nhé!

Đăng nhận xét

0 Nhận xét